Wordt dit de oplossing van plasticvervuiling? Ingenieurs in de Verenigde Staten hebben een manier bedacht waarmee kunststoffen zichzelf opruimen door in moleculair kleine deeltjes uiteen te vallen.
De onderzoekers van het Georgia Institute of Technology presenteerden hun ideeën gisteren, 26 augustus, op een congres van de American Chemical Society.
Het materiaal is in de eerste plaats ontwikkeld in opdracht van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Dat wil sensoren of kleine voertuigjes vanuit de lucht kunnen afwerpen, zonder dat hiervan later sporen overblijven. Daarom hebben de ingenieurs en materiaalwetenschappers van hun nieuwe materiaal als demonstratie een klein zweefvliegtuigje gemaakt, evenals doek om parachutes van te maken.
Monomeren
De crux van het bijzondere materiaal is dat het boven een bepaalde temperatuur in zijn componenten — monomeren, bouwblokjes ter grootte van een groot molecuul — uit elkaar valt. Onder die temperatuur is het spul gewoon even sterk en stevig als de kunststoffen die we kennen.
Behalve een bepaalde temperatuur heeft het materiaal nog een externe trigger nodig om te zorgen dat de monomeren gaan losklikken. Dit kan bijvoorbeeld een lichtpuls zijn, die een lichtgevoelige katalysator aan het werk zet. Die versnelt het chemische proces waarbij het materiaal uit elkaar valt.
Instabiliteit bij kamertemperatuur
Chemici hebben jaren aan dit soort materialen gewerkt, maar tot nu toe was vooral de instabiliteit bij kamertemperatuur een probleem, meldt de website phys.org. Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben dit probleem opgelost door alle onzuiverheden te verwijderen die ontstonden bij de synthese van het materiaal.
Daglicht
De onderzoekers hebben inmiddels behoorlijk wat controle over de lichtgevoelige katalysatoren. Ze kunnen de stof gevoelig maken voor daglicht, waardoor hun plastic ’s nachts stevig is, maar zodra de zon opkomt uit elkaar begint te vallen.
Maar een andere katalysator komt juist in actie onder invloed van kunstlicht, dat deels andere golflengte bevat dan daglicht. Dit materiaal is dus binnenshuis te gebruiken; doe in een kamer het licht aan en het materiaal begint te desintegreren.
Toepassingen
De eerste toepassingen van het bijzondere materiaal liggen bij Defensie. Dus om parachuutjes en kleine zweefvliegtuigjes te maken die dingen afdroppen achter vijandelijke linies, waarna ze verdwijnen en geen sporen achterlaten. Maar ook over niet-militaire toepassingen zijn ideeën.
Zo valt voor de bouw te denken aan een lijm die tijdelijk onderdelen aan elkaar vastmaakt, terwijl de bouwvakker een permanente verbinding aanbrengt. En wetenschappers hebben interesse in sensoren die belangrijke parameters over de leefomgeving meten. Als de sensoren klaar zijn met het verzamelen van data, dan hoeven ze niet worden opgeruimd, want ze vallen als vanzelf uit elkaar.
Plasticprobleem
Of het lichtgevoelige kunststof kan helpen om het plasticprobleem in de wereld op te lossen, is maar zeer de vraag. Immers, als je er verpakkingsmateriaal of plastic zakjes van zou gaan maken, dan kunnen die ook te vroeg uit elkaar vallen; als je nog met je zakje over de markt loopt.
De oplossing is om stoffen aan het plastic toe te voegen die het afbraakproces vertragen. Voorlopig is het gelukt om dit met enkele uren (nadat het materiaal in aanraking met licht is gekomen) te vertragen, meldt phys.org. Misschien gaat het chemici nog lukken om de samenstelling van het materiaal zo te finetunen dat het onder invloed van daglicht én over een tijdschaal van enkele jaren desintegreert. Dan komen plastic verpakkingen in beeld die, eenmaal op de vuilstort, vanzelf in rook opgaan.
Afbeelding Paul Kohl, Georgia Institute of Technology
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.